JPWO2007046391A1 - レンズユニットおよびレンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、レンズ間の距離に対する制約を大きくすることなく、レンズの滑らかな変位を可能にし、しかもレンズの位置精度の低下を抑えたレンズユニットおよびレンズ駆動装置に関する。第１〜第３案内部材２５〜２７は、第１〜第３軸線３１〜３３を有し、第１〜第３軸線３１〜３３は、平行に配置される。第１レンズ保持体２８は、第１レンズ３５保持部によって第１レンズ３５を保持し、第１主摺動部３７で第１案内部材２５に摺動して案内されるとともに、第１副摺動部３８で第３案内部材２７に摺動して案内される。第２レンズ保持体２９は、第２レンズ４５保持部によって第１レンズ３５と同軸に第２レンズ４５を保持し、第２主摺動部４７で第２案内部材２６に摺動して案内されるとともに、第２副摺動部４８で第３案内部材２７に摺動して案内される。

Description

本発明は、レンズを変位させるためのレンズユニットに関する。
また本発明は、前記レンズユニットを含むレンズ駆動装置に関する。

撮像装置では、複数のレンズが同軸に設けられ、各レンズのいずれかを、それらの光軸方向に変位させることによって、光学ズームが実現される。レンズを変位させるための技術としては、後述の第１〜第５の従来技術が周知である。
第１の従来技術は、特開２００１−２４２３６６号公報に開示されている。第１の従来技術では、電磁モータによって回転されるねじロッドと、ガイド軸とが、平行に配置される。レンズホルダは、レンズを保持する保持部と、ねじロッドが挿通して螺合する螺合部とを備える。レンズホルダは、ガイド軸によってねじロッドまわりの回転が規制されるようになっている。電磁モータによってねじロッドが回転されると、レンズホルダは、ねじロッドに沿う方向に変位する。
このような第１の従来技術では、ねじロッドとガイド軸とによって、レンズホルダの姿勢を維持している。このようにねじロッドがレンズホルダの姿勢の維持に寄与する場合、ねじロッドと螺合部との間の摩擦抵抗が大きくなる。ねじロッドと螺合部との間の摩擦抵抗が大きくなることによって、ねじロッドが回転しにくくなり、あるいはねじロッドが回転しなくなる。このような第１の従来技術では、レンズホルダ、したがってこのレンズホルダによって保持されるレンズを、滑らかに変位させることができないという問題がある。また、ねじロッド、または圧電素子に結合した棒状部材のような駆動力伝達部材は、それらを位置決めもしくは案内する部材に対して遊びが必要である。そのため、駆動力伝達部材がレンズホルダの姿勢の維持に関与する場合、レンズホルダの姿勢を高精度に維持することが困難である。
図１２は、第２の従来技術のレンズユニットの構成を簡略化して示す斜視図である。第２の従来技術では、第１案内部材１と第２案内部材２とが、平行に配置される。
第１レンズ保持体３は、第１レンズ４を保持する第１保持部５と、第１主摺動部６と、第１副摺動部７とを備える。第１レンズ保持体３は、第１主摺動部６で第１案内部材１に案内されるとともに、第１副摺動部７で第２案内部材２に案内され、第１および第２案内部材１，２に沿って変位可能に設けられる。
第２レンズ保持体８は、第１レンズ４と同軸に第２レンズ９を保持する第２保持部１０と、第２主摺動部１１と、第２副摺動部１２とを備える。第２レンズ保持体８は、第２主摺動部１１で第１案内部材１に案内されるとともに、第２副摺動部１２で第２案内部材２に案内され、第１および第２案内部材１，２に沿って変位可能に設けられる。
この第２の従来技術では、第１案内部材１に対して第１主摺動部６を滑らかに摺動させるために、第１主摺動部６は、第１案内部材１に沿う方向に延びるように形成されている。第１主摺動部６は、第１案内部材１に沿う方向に関して長いほど姿勢が安定し、摺動しやすくなる。また第２案内部材２に対して第２主摺動部１１を滑らかに摺動させるために、第２主摺動部１１は、第１案内部材１に沿う方向に延びるように形成されている。第２摺動部１１は、第１案内部材１に沿う方向に関して長いほど姿勢が安定し、摺動しやすくなる。第２主摺動部１１は、第２レンズ９よりも第１保持部５側に突出して設けられている。
このような第２の従来技術では、第１主摺動部６と第２主摺動部１１とが同一の案内部材によって案内され、しかも第２主摺動部１１が、第２レンズ９よりも第１保持部５側に突出している。したがって第１レンズ４と第２レンズ９とを近接させるときに、第１主摺動部６と第２主摺動部１１とが干渉してしまうので、第１レンズ４と第２レンズ９とを充分に近接させることができないという問題がある。
図１３は、第３の従来技術のレンズユニットの構成を簡略化して示す斜視図である。図１４は、図１３の矢符１５方向から見た側面図である。第３の従来技術のレンズユニットは、第２の従来技術のレンズユニットに類似するので、同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
第３の従来技術では、第１主摺動部６は、第１レンズ４よりも、第２保持部１０とは反対側に突出して設けられ、第２主摺動部１１は、第２レンズ９よりも、第１保持部５とは反対側に突出して設けられる。第１案内部材１の両端部および第２案内部材２の両端部は、筐体１６に固定されている。
このような第３の従来技術では、第１主摺動部６が、第１レンズ４よりも、第２保持部１０とは反対側に突出して設けられ、第２主摺動部１１が、第２レンズ９よりも、第１保持部５とは反対側に突出して設けられる。したがって第１レンズ４と第２レンズ９とを離反させるときに、第１主摺動部６と筐体１６とが干渉してしまい、かつ第２主摺動部１１と筐体１６とが干渉してしまうので、第１レンズ４と第２レンズ９とを充分に離反させることができないという問題がある。
第４の従来技術は、特開２００２−１３１６１１号公報に開示されている。第４の従来技術では、第１〜第３案内軸が、平行に配置される。第１可動レンズ枠は、第１レンズを保持する第１保持部と、第１案内軸を摺動する第１ガイドブッシュ部と、第２案内軸を摺動する第１回転止め部とを備える。第２可動レンズ枠は、第２レンズを保持する第２保持部と、第２案内軸を摺動する第２ガイドブッシュ部と、第３案内軸を摺動する第２回転止め部とを備える。第１ガイドブッシュ部は、第１レンズよりも、第２保持部側に突出している。第２ガイドブッシュ部は、第２レンズよりも、第１保持部側に突出している。
このような第４の従来技術では、第２ガイドブッシュ部と第１回転止め部とが同一の案内軸を摺動し、しかも第２ガイドブッシュ部が、第２レンズよりも、第１保持部側に突出している。したがって第１レンズと第２レンズとを近接させるときに、第２ガイドブッシュ部と第１回転止め部とが干渉してしまうので、第１レンズと第２レンズとを充分に近接させることができないという問題がある。
第５の従来技術は、第４の従来技術と同様、特開２００２−１３１６１１号公報に開示されている。第５の従来技術では、第１〜第４案内軸が、平行に配置される。第１可動レンズ枠は、第１レンズを保持する第１保持部と、第１案内軸を摺動する第１ガイドブッシュ部と、第２案内軸を摺動する第１回転止め部とを備える。第２可動レンズ枠は、第２レンズを保持する第２保持部と、第３案内軸を摺動する第２ガイドブッシュ部と、第４案内軸を摺動する第２回転止め部とを備える。第１ガイドブッシュ部は、第１レンズよりも、第２保持部側に突出している。第２ガイドブッシュ部は、第２レンズよりも、第１保持部側に突出している。
このような第５の従来技術では、前記第４の従来技術の問題を解決することができるけれども、第１ガイドブッシュ部と第２ガイドブッシュ部とが、異なる案内軸を摺動するうえに、第１回転止め部と第２回転止め部とが、異なる案内軸を摺動するので、各案内軸の取付け誤差が累積して、レンズの位置精度が低下してしまうという問題がある。

本発明の目的は、レンズ間の距離に対する制約を大きくすることなく、レンズの滑らかな変位を可能にし、しかもレンズの位置精度の低下を抑えたレンズユニットおよびレンズ駆動装置を提供することである。
本発明は、第１軸線を有する第１案内部材と、
第１軸線と平行な第２軸線を有する第２案内部材と、
第１および第２軸線と平行な第３軸線を有する第３案内部材とを備えたレンズユニットであって、
第１案内部材に摺動し案内される第１主摺動部と、第３案内部材に摺動して案内され、第１軸線に沿う方向に関して第１主摺動部より小さい第１副摺動部とを備えた第１レンズ保持体と、
第２案内部材に摺動し案内される第２主摺動部と、第３案内部材に摺動して案内され、第２軸線に沿う方向に関して第２主摺動部より小さい第２副摺動部とを備えた第２レンズ保持体とを
含むことを特徴とするレンズユニットである。
また本発明は、第１主摺動部は、第１レンズよりも第２保持部側に突出して設けられることを特徴とする。
また本発明は、第２主摺動部は、第２レンズよりも第１保持部側に突出して設けられることを特徴とする。
また本発明は、第１レンズ保持体は、第１主摺動部と第１保持部との連結部位を補強する第１補強部をさらに備えることを特徴とする。
また本発明は、第２レンズ保持体は、第２主摺動部と第２保持部との連結部位を補強する第２補強部をさらに備えることを特徴とする。
また本発明は、第１および第２案内部材は、同一の部材に連結されることを特徴とする。
また本発明は、第１レンズ保持体は、第１軸線に垂直な面に垂直投影した場合、第１主摺動部の領域面積が第１保持部の領域面積よりも小さいことを特徴とする。
また本発明は、第２レンズ保持体は、第２軸線に垂直な面に垂直投影した場合、第２主摺動部の領域面積が第２保持部の領域面積よりも小さいことを特徴とする。
また本発明は、第１案内部材は、円柱状に形成され、
第１主摺動部は、円筒状に形成されて、第１案内部材が挿通され、
第１主摺動部の第１軸線に沿う方向に関する寸法をＬ１［ｍ］とし、第１主摺動部の内径をＤ１［ｍ］とし、第１案内部材の外径をｄ１［ｍ］とし、第１レンズ保持体の傾きの許容値をα１［ｒａｄ］とするとき、
Ｌ１＞（Ｄ１・ｃｏｓα１−ｄ１）／ｓｉｎα１
を満足するうに、第１主摺動部の第１軸線に沿う方向に関する寸法が選ばれることを特徴とする。
また本発明は、第２案内部材は、円柱状に形成され、
第２主摺動部は、円筒状に形成されて、第２案内部材が挿通され、
第２主摺動部の第２軸線に沿う方向に関する寸法をＬ２［ｍ］とし、第２主摺動部の内径をＤ２［ｍ］とし、第２案内部材の外径をｄ２［ｍ］とし、第２レンズ保持体の傾きの許容値をα２［ｒａｄ］とするとき、
Ｌ２＞（Ｄ２・ｃｏｓα２−ｄ２）／ｓｉｎα２
を満足するように、第２主摺動部の第２軸線に沿う方向に関する寸法が選ばれることを特徴とする。
また本発明は、前記レンズユニットと、
第１レンズ保持体を、第１および第３軸線に沿って変位駆動する第１駆動手段と、
第２レンズ保持体を、第２および第３軸線に沿って変位駆動する第２駆動手段とを含むことを特徴とする４レンズ駆動装置である。
また本発明は、第１駆動手段は、
第１軸線に沿って変位可能に設けられ、第１レンズ保持体に当接して、第１レンズ保持体を第１軸線に沿う方向一方へ押圧する第１押圧片と、
第１押圧片を第１軸線に沿って変位駆動する第１駆動源と、
第１レンズ保持体を第１軸線に沿う方向他方へ弾発的に押圧する第１ばね力発生手段とを含むことを特徴とする。
また本発明は、第１ばね力発生手段は、圧縮コイルばねであり、第１案内部材に外嵌されることを特徴とする。
また本発明は、第１主摺動部の第１軸線に沿う方向に関する寸法をＬ１［ｍ］とし、第１案内部材と第１主摺動部との間の静止摩擦係数をμ１とし、第１押圧片による第１軸線に沿う方向一方への押圧力をＦ１［Ｎ］とし、前記押圧力の作用点と第１軸線との間の距離をｈ１１［ｍ］とし、第１軸線と第３軸線との間の距離をｈ２１［ｍ］とし、第３案内部材と第１副摺動部との間の摺動抵抗をＷ１［Ｎ］とするとき、
Ｌ１＞２・μ１・（Ｆ１・ｈ１１＋Ｗ１・ｈ２１）／（Ｆ１−Ｗ１）
を満足するように、第１主摺動部の第１軸線に沿う方向に関する寸法が選ばれることを特徴とする。
また本発明は、第２駆動手段は、
第２軸線に沿って変位可能に設けられ、第２レンズ保持体に当接して、第２レンズ保持体を第２軸線に沿う方向一方へ押圧する第２押圧片と、
第２押圧片を第２軸線に沿って変位駆動する第２駆動源と、
第２レンズ保持体を第２軸線に沿う方向他方へ弾発的に押圧する第２ばね力発生手段とを含むことを特徴とする。
また本発明は、第２ばね力発生手段は、圧縮コイルばねであり、第２案内部材に外嵌されることを特徴とする。
また本発明は、第２主摺動部の第２軸線に沿う方向に関する寸法をＬ２［ｍ］とし、第２案内部材と第２主摺動部との間の静止摩擦係数をμ２とし、第２押圧片による第２軸線に沿う方向一方への押圧力をＦ２［Ｎ］とし、前記押圧力の作用点と第２軸線との間の距離をｈ１２［ｍ］とし、第２軸線と第３軸線との間の距離をｈ２２［ｍ］とし、第３案内部材と第２副摺動部との間の摺動抵抗をＷ２［Ｎ］とするとき、
Ｌ２＞２・μ２・（Ｆ２・ｈ１２＋Ｗ２・ｈ２２）／（Ｆ２−Ｗ２）
を満足するように、第２主摺動部の第２軸線に沿う方向に関する寸法が選ばれることを特徴とする。

本発明の目的、特色、および利点は、下記の詳細な説明と図面とからより明確になるであろう。
図１は、本発明の実施の一形態であるレンズユニット２１の構成を示す斜視図である。
図２は、レンズユニット２１の平面図である。
図３は、第１レンズ保持体２８を示す斜視図である。
図４は、レンズユニット２１の斜視図である。
図５は、図２の切断面線Ｓ５−Ｓ５から見た断面図である。
図６は、撮像装置２４の外観を示す斜視図である。
図７は、撮像装置２４を分解して示す分解斜視図である。
図８は、レンズ駆動装置７６の斜視図である。
図９は、レンズ駆動装置７６の断面図である。
図１０は、第１主摺動部３７および第１副摺動部３８を拡大して模式的に示す図である。
図１１は、第１主摺動部３７を拡大して模式的に示す図である。
図１２は、第２の従来技術のレンズユニットの構成を簡略化して示す斜視図である。
図１３は、第３の従来技術のレンズユニットの構成を簡略化して示す斜視図である。
図１４は、図１３の矢符１５方向から見た側面図である。

以下図面を参考にして本発明の好適な実施例を詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の一形態であるレンズユニット２１の構成を示す斜視図である。図２は、レンズユニット２１の平面図である。図１および図２では、蓋部材２２を省略している。図１では、筐体２３の一部を切り欠いている。
本実施の形態のレンズユニット２１は、デジタルカメラなどの携帯機器に搭載される撮像装置２４の一部を構成する。レンズユニット２１は、第１案内部材２５と、第２案内部材２６と、第３案内部材２７と、第１レンズ保持体２８と、第２レンズ保持体２９と、筐体２３と、蓋部材２２（図４参照）とを含む。
第１案内部材２５は、第１軸線３１を有する。第１案内部材２５には、第１軸線３１に沿う方向に延びる第１案内部が形成される。第１案内部は、第１軸線３１に垂直な断面形状が、第１軸線３１に沿う方向に一様である。本実施の形態では、第１案内部材２５は、円柱状に形成され、この第１案内部材２５における第１軸線３１に沿う方向の両端部間の中間部が、第１案内部となる。
第２案内部材２６は、第１軸線３１と平行な第２軸線３２を有する。第２案内部材２６には、第２軸線３２に沿う方向に延びる第２案内部が形成される。第２案内部は、第２軸線３２に垂直な断面形状が、第２軸線３２に沿う方向に一様である。本実施の形態では、第２案内部材２６は、円柱状に形成され、この第２案内部材２６における第２軸線３２に沿う方向の両端部間の中間部が、第２案内部となる。
第３案内部材２７は、第１および第２軸線３１，３２と平行な第３軸線３３を有する。第３案内部材２７には、第３軸線３３に沿う方向に延びる第３案内部が形成される。第３案内部は、第３軸線３３に垂直な断面形状が、第３軸線３３に沿う方向に一様である。本実施の形態では、第３案内部材２７は、円柱状に形成され、この第３案内部材２７における第３軸線３３に沿う方向の両端部間の中間部が、第３案内部となる。
本実施の形態では、第１および第２軸線３１，３２を含む平面からずれた位置に、第３軸線３３が配置される。第１軸線３１と第３軸線３３との間の距離は、第２軸線３２と第３軸線３３との間の距離と同一または略同一である。
本実施の形態においては、第１〜第３軸線３１〜３３に沿う方向を、第１方向Ａという。ここで、第１方向Ａに垂直な面と第１軸線３１との交点を、第１交点とし、第１方向Ａに垂直な面と第２軸線３２との交点を、第２交点とし、第１方向Ａに垂直な面と第３軸線３３との交点を、第３交点とする。このとき、第１交点と第２交点とを結ぶ線分に沿う方向を、第２方向Ｂといい、第１交点から第２交点に向かう方向を第２方向一方Ｂ１といい、その反対方向を第２方向他方Ｂ２という。また第１交点と第２交点とを結ぶ線分に第３交点から下ろした垂線に沿う方向を、第３方向Ｃといい、前記線分と垂線との交点から第３交点に向かう方向を第３方向一方Ｃ１といい、その反対方向を第３方向他方Ｃ２という。
図３は、第１レンズ保持体２８を示す斜視図である。第１レンズ保持体２８は、第１レンズ３５を保持する第１保持部３６と、第１主摺動部３７と、第１方向Ａに関して第１主摺動部３７よりも小さい寸法を有する第１副摺動部３８と、第１主摺動部３７と第１保持部３６との連結部位を補強する第１補強部３９（図２参照）とを備える。第１レンズ保持体２８は、第１主摺動部３７に第１案内部材２５が挿入された状態で第１主摺動部３７が第１案内部材２５に摺動して案内されるとともに、第１副摺動部３８に第３案内部材２７が挿入された状態で第１副摺動部３８が第３案内部材２７に摺動して案内され、第１方向Ａに変位可能に設けられる。
第１保持部３６は、第３方向Ｃに関して第１案内部材２５と第３案内部材２７との間に介在する。第１保持部３６は、板状である。第１保持部３６には、その厚み方向に貫通する第１貫通孔４１が形成され、この第１貫通孔４１には、第１レンズ３５が設けられる。第１保持部３６の厚み方向および第１レンズ３５の光軸方向は、第１方向Ａに平行である。
第１主摺動部３７は、第１保持部３６に屈曲して連なり、第１方向Ａに延びる。第１主摺動部３７は、円筒状に形成されて、第１案内部材２５が挿入される。本実施の形態では、第１主摺動部３７は、第１レンズ３５よりも、第１方向一方Ａ１に突出して設けられる。
第１副摺動部３８は、第１保持部３６に連なる。第１副摺動部３８は、第１方向Ａに関して、第１保持部３６と同一位置に設けられる。第１副摺動部３８は、第１方向Ａから見た形状が大略的にＵ字状に形成されて、第３案内部材２７が挿入される。
第１副摺動部３８は、第１保持部３６に連なる第１基部４２と、第１基部４２に連なり第３案内部材２７に第１軸線３１まわりの周方向一方から当接する第１周方向一方当接部４３と、第１基部４２に連なり第２案内部材２６に第１軸線３１まわりの周方向他方から当接する第１周方向他方当接部４４とを含む。第１副摺動部３８は、第１軸線３１まわりの回転半径方向外方に開放されており、これによって第１軸線３１と第３軸線３３との間の距離の誤差を許容することができる。
第１補強部３９は、第１保持部３６における第１主摺動部３７の近傍部分と第１主摺動部３７における第１保持部３６の近傍部分とを連結するリブによって実現される。このような第１補強部３９によって、第１主摺動部３７と第１保持部３６との連結部位が補強されるので、落下などによる衝突時の衝撃によって第１レンズ保持体２８が破損してしまうという不具合を回避することができる。
第１レンズ保持体２８は、第１方向Ａに垂直な面に垂直投影した場合、第１主摺動部３７の領域面積が第１保持部３６の領域面積よりも小さい。このように第１レンズ保持体２８が形成されるので、第１案内部材２５と第２案内部材２６との間の距離が小さくても、第１レンズ３５と第２レンズ４５とを近接させるときに、第１主摺動部３７と後述の第２主摺動部４７とが干渉してしまうという不具合を回避することができる。
図１を再び参照して、第２レンズ保持体２９は、第１レンズ３５と同軸に第２レンズ４５を保持する第２保持部４６と、第２主摺動部４７と、第１方向Ａに関して第２主摺動部４７よりも小さい寸法を有する第２副摺動部４８と、第２主摺動部４７と第２保持部４６との連結部位を補強する第２補強部４９（図２参照）とを備える。第２レンズ保持体２９は、第２主摺動部４７に第２案内部材２６が挿入された状態で第２主摺動部４７が第２案内部材２６に摺動して案内されるとともに、第２副摺動部４８に第３案内部材２７が挿入された状態で第２副摺動部４８が第３案内部材２７に摺動して案内され、第１方向Ａに変位可能に設けられる。
第２保持部４６は、第３方向Ｃに関して第２案内部材２６と第３案内部材２７との間に介在し、第１保持部３６よりも第１方向他方Ａ２に設けられる。第２保持部４６は、板状である。第２保持部４６には、その厚み方向に貫通する第２貫通孔５１が形成され、この第２貫通孔５１には、第２レンズ４５が設けられる。第２保持部４６の厚み方向および第２レンズ４５の光軸方向は、第１方向Ａに平行である。
第２主摺動部４７は、第２保持部４６に屈曲して連なり、第１方向Ａに延びる。第２主摺動部４７は、円筒状に形成されて、第２案内部材２６が挿入される。本実施の形態では、第２主摺動部４７は、第２レンズ４５よりも、第１方向一方Ａ１に突出して設けられる。
第２副摺動部４８は、第２保持部４６に連なる。第２副摺動部４８は、第１方向Ａに関して、第２保持部４６と同一位置に設けられる。第２副摺動部４８は、第１方向Ａから見た形状が大略的にＵ字状に形成されて、第３案内部材２７が挿入される。
第２副摺動部４８は、第２保持部４６に連なる第２基部５２と、第２基部５２に連なり第２案内部材２６に第２軸線３２まわりの周方向一方から当接する第２周方向一方当接部５３と、第２基部５２に連なり第３案内部材２７に第２軸線３２まわりの周方向他方から当接する第２周方向他方当接部５４とを含む。第２副摺動部４８は、第２軸線３２まわりの回転半径方向外方に開放されており、これによって第２軸線３２と第３軸線３３との間の距離の誤差を許容することができる。
第２補強部４９は、第２保持部４６における第２主摺動部４７の近傍部分と第２主摺動部４７における第２保持部４６の近傍部分とを連結するリブによって実現される。このような第２補強部４９によって、第２主摺動部４７と第２保持部４６との連結部位が補強されるので、落下などによる衝突時の衝撃によって第２レンズ保持体２９が破損してしまうという不具合を回避することができる。
第２レンズ保持体２９は、第１方向Ａに垂直な面に垂直投影した場合、第２主摺動部４７の領域面積が第２保持部４６の領域面積よりも小さい。このように第２レンズ保持体２９が形成されるので、第１案内部材２５と第２案内部材２６との間の距離が小さくても、第１レンズ３５と第２レンズ４５とを近接させるときに、第１主摺動部３７と第２主摺動部４７とが干渉してしまうという不具合を回避することができる。
本実施の形態では、第１主摺動部３７には、第１案内部材２５が挿通する第１挿通孔が形成され、第１副摺動部３８には、第３案内部材２７が嵌まり込む第１嵌合溝が形成される。また第２主摺動部４７には、第２案内部材２６が挿通する第２挿通孔が形成され、第２副摺動部４８には、第３案内部材２７が嵌まり込む第２嵌合溝が形成される。
第１および第２挿通孔の内周面は、第１および第２案内部材２５，２６の外周面よりも公差の範囲内でわずかに大きく形成され、第１および第２嵌合溝の内周面は、第３案内部材２７の外周面よりも公差の範囲内でわずかに大きく形成される。
このように第１および第２挿通孔ならびに第１および第２嵌合溝が形成されるので、第１レンズ保持体２８は、第１主摺動部３７に第１案内部材２５が挿入され、かつ第１副摺動部３８に第３案内部材２７が挿入された状態で、第１方向Ａに変位可能であり、第２レンズ保持体２９は、第２主摺動部４７に第２案内部材２６が挿入され、かつ第２副摺動部４８に第３案内部材２７が挿入された状態で、第１方向Ａに変位可能である。
また前述のように第１および第２挿通孔が形成されるので、第１および第２レンズ保持体２８，２９が第１方向Ａに変位するとき、第１および第２挿通孔の内周面には、第１および第２案内部材２５，２６のうち前記各挿通孔における変位方向上流側の端部および下流側の端部に臨む領域の周方向の少なくとも一部が、接触する。このような状態で、第１および第２主摺動部３７，４７が第１および第２案内部材２５，２６に摺動して案内される。
図４は、レンズユニット２１の斜視図である。図５は、図２の切断面線Ｓ５−Ｓ５から見た断面図である。図４では、蓋部材２２を取り外した状態を示す。図５では、第１および第２レンズ保持体２８，２９を省略している。
筐体２３は、略矩形板状に形成される底部５６と、底部５６の短辺側一側部に屈曲して連なり底部５６の厚み方向一方に立設する第１側壁部５７と、底部５６の短辺側他側部に屈曲して連なり底部５６の厚み方向一方に立設する第２側壁部５８と、底部５６の長辺側一側部に屈曲して連なり底部５６の厚み方向一方に立設する第３側壁部５９とを含む。これらの各部５６〜５９によって、収容空間が形成される。筐体２３は、金型を用いて、一体成形される。
このような筐体２３内には、第１および第２レンズ保持体２８，２９が設けられる。筐体２３は、底部５６の反対側と第３側壁部５９の反対側とが開放されているので、第１および第２レンズ保持体２８，２９ならびに第１〜第３案内部材２５〜２７の組付け作業が容易である。
本実施の形態では、第１方向Ａは、底部５６の長手方向に平行であり、第２方向Ｂは、底部５６の幅方向に平行であり、第３方向Ｃは、底部５６の幅方向に平行である。
底部５６は、第１および第２レンズ保持体２８，２９に関して、第２方向他方Ｂ２側に設けられる。第１側壁部５７は、第１および第２レンズ保持体２８，２９に関して、第１方向一方Ａ１側に設けられる。第２側壁部５８は、第１および第２レンズ保持体２８，２９に関して、第１方向他方Ａ２側に設けられる。第３側壁部５９は、第１および第２レンズ保持体２８，２９に関して、第３方向一方Ｃ１側に設けられる。
第１側壁部５７には、第１〜第３案内部材２５〜２７の各一端部が挿入される３つの挿入孔６１，６２，６３が形成される。第１側壁部５７に形成される各挿入孔６１〜６３は、第１方向Ａに延びて、第１側壁部５７を貫通する。第２側壁部５８には、第１〜第３案内部材２５〜２７の各他端部が挿入される３つの挿入孔６４，６５，６６が形成される。第２側壁部５８に形成される各挿入孔６４〜６６は、第１方向Ａに延びて、第１側壁部５７を貫通する。第１〜第３案内部材２５〜２７は、各挿入孔６１〜６６に圧入されて、固定されて連結される。
このように第１〜第３案内部材２５〜２７が、同一の部材である筐体２３に連結されるので、異なる部材に連結される場合に比べて、第１〜第３案内部材２５〜２７の平行度が高くなる。なぜなら、異なる部材に連結される場合は、異なる部材を組み立てるときの誤差があるけれども、同一の部材に連結される場合は、そのような誤差がないからである。
筐体２３は、一体の部品として成形されるので、金型の調整によって、各挿入孔６１〜６６の相対位置精度を高めることができる。各挿入孔６１〜６６の相対位置精度を高めることによって、第１〜第３案内部材２５〜２７の平行度を高くすることができる。このように第１〜第３案内部材２５〜２７の平行度を高くすることによって、第１および第２主摺動部３７，４７が、異なる案内部材に案内されても、第１および第２レンズ３５，４５の位置精度を高くすることができ、良好な光学特性を得ることができる。
第１側壁部５７は、第１および第２レンズ３５，４５と同軸に第３レンズ７０を保持する。第１側壁部５７には、第１方向Ａに貫通する貫通孔７１が形成され、この貫通孔７１に、前記第３レンズ７０が設けられる。第２側壁部５８は、第１および第２レンズ３５，４５と同軸に第４レンズ７２を保持する。第２側壁部５８には、第１方向Ａに貫通する貫通孔７３が形成され、この貫通孔７３に、前記第４レンズ７２が設けられる。
蓋部材２２は、略矩形板状に形成される。蓋部材２２は、底部５６の反対側から、第１および第２レンズ保持体２８，２９を覆う。蓋部材２２は、第１および第２レンズ保持体２８，２９ならびに第１〜第３案内部材２５〜２７を組み付けた後で、接着剤によって筐体２３に固定される。
図６は、撮像装置２４の外観を示す斜視図である。図７は、撮像装置２４を分解して示す分解斜視図である。撮像装置２４は、レンズ駆動装置７６と、撮像基板７７とを含む。
撮像基板７７は、板状の基材７８と、基材７８の厚み方向一方側の表面部に設けられる撮像素子７９とを含む。撮像素子７９は、電荷結合素子（Charge Coupled Device、略称ＣＣＤ）を用いたイメージセンサ、すなわちＣＣＤイメージセンサによって実現される。撮像基板７７は、撮像素子７９が第３レンズ７０に臨む状態で、第１方向一方Ａ１から第１側壁部５７に、接着剤によって固定される。
図８は、レンズ駆動装置７６の斜視図である。図９は、レンズ駆動装置７６の断面図である。レンズ駆動装置７６は、前記図１〜図５に示すレンズユニット２１と、第１レンズ保持体２８を、第１方向Ａに変位駆動する第１駆動手段８１と、第２レンズ保持体２９を、第１方向Ａに変位駆動する第２駆動手段８２とを含む。
レンズユニット２１には、後述の第１および第２駆動源８６，９６を支持する支持体８３が、ボルト部材と接着剤とによって固定される。支持体８３は、第３側壁部５９の反対側から第１および第２レンズ保持体２８，２９を覆う。
第１駆動手段８１は、第１方向Ａに変位可能に設けられ、第１レンズ保持体２８に当接して、第１レンズ保持体２８を第１方向他方Ａ２へ押圧する第１押圧片８５と、第１押圧片８５を第１方向Ａに変位駆動する第１駆動源８６と、第１レンズ保持体２８を第１方向一方Ａ１へ弾発的に押圧する第１ばね力発生手段である第１圧縮コイルばね８７とを含む。
第１駆動源８６は、支持体８３に固定される第１モータ８８と、この第１モータ８８によって回転駆動される第１ねじ軸８９とを含む。第１モータ８８は、ステッピングモータによって実現される。第１モータ８８としてステッピングモータが用いられることによって、第１レンズ保持体２８の位置を検出するための位置検出手段が不要となり、撮像装置２４の小型化および低コスト化を図ることができる。
第１モータ８８の出力軸は、第１方向Ａと平行である。第１ねじ軸８９は、第１方向Ａに延びて、その軸線まわりに回転可能に、支持体８３に設けられる。第１ねじ軸８９は、第２方向Ｂに関して、第１案内部材２５と第２案内部材２６との間に配置される。
第１モータ８８の出力軸には、第１入力歯車９０が固定される。第１ねじ軸８９の一端部には、第１出力歯車９１が固定される。第１入力歯車９０と第１出力歯車９１との間には、第１中間歯車９２が介在する。第１中間歯車９２は、第１方向Ａに延びる軸線まわりに回転可能に、支持体８３に設けられる。第１中間歯車９２は、第１入力歯車９０に噛合するとともに、第１出力歯車９１に噛合する。このような構成によって、第１モータ８８の出力軸の回転をねじ軸に伝達することができる。
第１レンズ保持体２８は、第１押圧片８５に係合する第１係合部９３をさらに備える。第１係合部９３は、第１主摺動部３７に連なる。第１押圧片８５には、第１ねじ軸８９が挿通して螺合する。第１係合部９３は、第１方向他方Ａ２から第１押圧片８５に当接するとともに、第１ねじ軸８９の軸線まわりの周方向両方から第１押圧片８５に当接する。このように第１係合部９３が、第１ねじ軸８９の軸線まわりの周方向両方から第１押圧片８５に当接するので、第１ねじ軸８９が回転しても、第１押圧片８５は回転しない。したがって第１ねじ軸８９がその軸線まわりに回転することによって、第１押圧片８５が第１方向Ａに変位する。
第１圧縮コイルばね８７は、第１案内部材２５に外嵌され、第２側壁部５８と第１主摺動部３７との間に配置される。第１圧縮コイルばね８７は、第１案内部材２５に外嵌されるので、落下などによる衝突時の衝撃によって、第１圧縮コイルばね８７が外れてしまうという不具合を防ぐことができる。第１圧縮コイルばね８７が第１案内部材２５に外嵌された構成を実現するには、第１圧縮コイルばね８７に第１案内部材２５を挿通するだけでよく、したがって組立性が良い。
このような第１駆動手段８１では、第１押圧片８５は、第１レンズ保持体２８を第１方向他方Ａ２へ押圧し、第１圧縮コイルばね８７は、第１レンズ保持体２８を第１方向一方Ａ１へ押圧する。第１駆動源８６によって第１押圧片８５を第１方向Ａに変位駆動し、これによって第１レンズ保持体２８を、第１方向Ａに変位駆動することができる。このとき、第１圧縮コイルばね８７によって第１レンズ保持体２８を第１方向一方Ａ１へ押圧しているので、変位駆動時のがたつきの発生を抑えることができる。
第２駆動手段８２は、第１方向Ａに変位可能に設けられ、第２レンズ保持体２９に当接して、第２レンズ保持体２９を第１方向他方Ａ２へ押圧する第２押圧片９５と、第２押圧片９５を第１方向Ａに変位駆動する第２駆動源９６と、第２レンズ保持体２９を第１方向一方Ａ１へ弾発的に押圧する第２ばね力発生手段である第２圧縮コイルばね９７とを含む。
第２駆動源９６は、支持体８３に固定される第２モータ９８と、この第２モータ９８によって回転駆動される第２ねじ軸９９とを含む。第２モータ９８は、ステッピングモータによって実現される。第２モータ９８としてステッピングモータが用いられることによって、第２レンズ保持体２９の位置を検出するための位置検出手段が不要となり、撮像装置２４の小型化および低コスト化を図ることができる。
第２モータ９８の出力軸は、第１方向Ａと平行である。第２ねじ軸９９は、第１方向Ａに延びて、その軸線まわりに回転可能に、支持体８３に設けられる。第２ねじ軸９９は、第２方向Ｂに関して、第２案内部材２６よりも第２方向一方Ｂ１に配置される。
第２モータ９８の出力軸には、第２入力歯車１００が固定される。第２ねじ軸９９の一端部には、第２出力歯車１０１が固定される。第２入力歯車１００と第２出力歯車１０１との間には、第２中間歯車１０２が介在する。第２中間歯車１０２は、第１方向Ａに延びる軸線まわりに回転可能に、支持体８３に設けられる。第２中間歯車１０２は、第２入力歯車１００に噛合するとともに、第２出力歯車１０１に噛合する。このような構成によって、第２モータ９８の出力軸の回転をねじ軸に伝達することができる。
第２レンズ保持体２９は、第２押圧片９５に係合する第２係合部１０３をさらに備える。第２係合部１０３は、第２主摺動部４７に連なる。第２押圧片９５には、第２ねじ軸９９が挿通して螺合する。第２係合部１０３は、第１方向他方Ａ２から第２押圧片９５に当接するとともに、第２ねじ軸９９の軸線まわりの周方向両方から第２押圧片９５に当接する。このように第２係合部１０３が、第２ねじ軸９９の軸線まわりの周方向両方から第２押圧片９５に当接するので、第２ねじ軸９９が回転しても、第２押圧片９５は回転しない。したがって第２ねじ軸９９がその軸線まわりに回転することによって、第２押圧片９５が第１方向Ａに変位する。
第２圧縮コイルばね９７は、第２案内部材２６に外嵌され、第２側壁部５８と第２主摺動部４７との間に配置される。第２圧縮コイルばね９７は、第２案内部材２６に外嵌されるので、落下などによる衝突時の衝撃によって、第２圧縮コイルばね９７が外れてしまうという不具合を防ぐことができる。第２圧縮コイルばね９７が第２案内部材２６に外嵌された構成を実現するには、第２圧縮コイルばね９７に第２案内部材２６を挿通するだけでよく、したがって組立性が良い。
このような第２駆動手段８２では、第２押圧片９５は、第２レンズ保持体２９を第１方向他方Ａ２へ押圧し、第２圧縮コイルばね９７は、第２レンズ保持体２９を第１方向一方Ａ１へ押圧する。第２駆動源９６によって第２押圧片９５を第１方向Ａに変位駆動し、これによって第２レンズ保持体２９を、第１方向Ａに変位駆動することができる。このとき、第２圧縮コイルばね９７によって第２レンズ保持体２９を第１方向一方Ａ１へ押圧しているので、変位駆動時のがたつきの発生を抑えることができる。
第１レンズ保持体２８の駆動時の原点位置には、第１原点センサ１０６が配置される。第１原点センサ１０６は、筐体２３に固定される。第１原点センサ１０６は、発光素子と受光素子とを含むフォトインタラプタによって実現される。第１レンズ保持体２８は、第１保持部３６に連なる第１遮光部１０７をさらに備える。第１レンズ保持体２８が原点位置に変位したとき、発光素子からの光が第１遮光部１０７によって遮断される。第１原点センサ１０６は、遮光状態と非遮光状態とで、異なる信号を出力する。この第１原点センサ１０６からの信号を用いることによって、第１レンズ保持体２８が原点位置に変位したことを検出することができる。
第２レンズ保持体２９の駆動時の原点位置には、第２原点センサ１０８が配置される。第２原点センサ１０８は、筐体２３に固定される。第２原点センサ１０８は、発光素子と受光素子とを含むフォトインタラプタによって実現される。第２レンズ保持体２９は、第２保持部４６に連なる第２遮光部１０９をさらに備える。第２レンズ保持体２９が原点位置に変位したとき、発光素子からの光が第２遮光部１０９によって遮断される。第２原点センサ１０８は、遮光状態と非遮光状態とで、異なる信号を出力する。この第２原点センサ１０８からの信号を用いることによって、第２レンズ保持体２９が原点位置に変位したことを検出することができる。
このようなレンズ駆動装置７６は、第１駆動手段８１によって、第１レンズ保持体２８を第１方向Ａに変位駆動し、第２駆動手段８２によって、第２レンズ保持体２９を第１方向Ａに変位駆動して、第１レンズ３５と第２レンズ４５との間の距離を、各レンズ３５，４５の光軸を一致させた状態で、変化させることができる。
図１０は、第１主摺動部３７および第１副摺動部３８を拡大して模式的に示す図である。ここで、第１主摺動部３７の第１方向Ａに関する寸法をＬ１［ｍ］とし、第１案内部材２５と第１主摺動部３７との間の静止摩擦係数をμ１とし、第１押圧片８５による第１方向一方Ａ１への押圧力をＦ１［Ｎ］とし、前記押圧力の作用点と第１軸線３１との間の距離をｈ１１［ｍ］とし、第１軸線３１と第３軸線３３との間の距離をｈ２１［ｍ］とし、第３案内部材２７と第１副摺動部３８との間の摺動抵抗をＷ１［Ｎ］とする。また、第１主摺動部３７の内径をＤ１［ｍ］とする。
第１主摺動部３７と第１案内部材２５との第１方向他方Ａ２の接点を第１接点Ｐ１１とし、第１主摺動部３７と第１案内部材２５との第１方向一方Ａ１の接点を第２接点Ｐ２１としたとき、第１接点Ｐ１１と前記押圧力の作用点との第１方向Ａに関する距離をＬ１１とし、第２接点Ｐ２１と前記押圧力の作用点との第１方向Ａに関する距離をＬ２１とし、第１接点Ｐ１１と第２接点Ｐ２１との第１方向Ａに関する距離をＬ１とする。第１接点Ｐ１１に作用する抗力をＲ１１［Ｎ］とし、第２接点Ｐ２１に作用する抗力をＲ２１［Ｎ］とする。第１接点Ｐ１１に発生する摩擦力は、Ｑ１１＝μ１・Ｒ１１であり、第２接点Ｐ２１に発生する摩擦力は、Ｑ２１＝μ１・Ｒ２１である。
第１主摺動部３７が摺動するためには、以下の式（１）〜（３）が成立する。
Ｆ１・ｈ１１＋Ｗ１・ｈ２１−Ｒ１１・Ｌ１１−Ｒ２１・Ｌ２１
−Ｑ１１・（Ｄ１／２）＋Ｑ２１・（Ｄ１／２）＝０ …（１）
Ｒ１１＝Ｒ２１＝Ｒ１ …（２）
Ｆ１＞Ｑ１１＋Ｑ２１＋Ｗ１ …（３）
以上の式（１）〜（３）を整理すると、以下の式（４）が導かれる。
Ｌ１＞２・μ１・（Ｆ１・ｈ１１＋Ｗ１・ｈ２１）／（Ｆ１−Ｗ１） …（４）
簡単のために、第３案内部材２７と第１副摺動部３８との間の摺動抵抗をＷ１＝０とすると、以下の式（５）が成立する。
０．５＞μ１・ｈ１１／Ｌ１ …（５）
第１主摺動部３７の第１方向Ａに関する寸法Ｌ１が小さい場合、式（５）が満たされない。これは、第１主摺動部３７の第１方向Ａに関する寸法Ｌ１が小さい場合は、第１および第２接点Ｐ１１，Ｐ２１に大きな摩擦力が発生し、第１主摺動部３７の摺動性が悪化することを意味する。
前記押圧力の作用点と第１軸線３１との間の距離ｈ１１が大きい場合も、式（５）が満たされない。これは、てこの原理によって、第１および第２接点Ｐ１１，Ｐ２１に作用する抗力Ｒ１１，Ｒ２１が大きくなり、これによって第１および第２接点Ｐ１１，Ｐ２１に発生する摩擦力Ｑ１１，Ｑ２１の増大して、第１主摺動部３７の摺動性が悪化することを意味する。この点を考慮すると、前記押圧力の作用点と第１軸線３１との間の距離ｈ１１は、小さい方がよい。また静止摩擦係数μ１が小さい方が、第１主摺動部３７が摺動しやすいのは明らかである。
静止摩擦係数μ１は、材料、使用環境、量産時の環境によって大きく変化し、正確な測定が困難であるが、樹脂−ステンレス間では、０．２〜０．６程度の値である。前記押圧力の作用点と第１軸線３１との間の距離ｈ１１は、第１案内部材２５の外径と、第１主摺動部３７の肉厚を考慮すると、少なくとも１．５ｍｍ程度は必要である。以上のことから、第１主摺動部３７の摺動性を向上させるためには、第１主摺動部３７の第１方向Ａに関する寸法Ｌ１を大きくすることが、最も有効である。この点を踏まえて、本実施の形態では、式（５）を満足するように、第１主摺動部３７の第１軸線３１に沿う方向に関する寸法が選ばれる。第１主摺動部３７の第１軸線３１に沿う方向に関する寸法の上限値は、筐体２３内で第１主摺動部３７が第１案内部材２５を摺動できる大きさに選ばれる。
第１主摺動部３７の第１軸線３１に沿う方向に関する寸法Ｌ１が、Ｌ１＞２・μ１・（Ｆ１・ｈ１１＋Ｗ１・ｈ２１）／（Ｆ１−Ｗ１）を満足するように選ばれるので、第１主摺動部３７と第１案内部材２５との間の摺動抵抗が充分に小さくなり、第１レンズ３５を滑らかに変位させることができる。
第２主摺動部４７の第２軸線３２に沿う方向に関する寸法については、前述の第１主摺動部３７の第１軸線３１に沿う方向に関する寸法に類似するので、簡略化して説明する。第２主摺動部４７の第１方向Ａに関する寸法をＬ２［ｍ］とし、第２案内部材２６と第２主摺動部４７との間の静止摩擦係数をμ２とし、第２押圧片９５による第１方向一方Ａ１への押圧力をＦ２［Ｎ］とし、前記押圧力の作用点と第２軸線３２との間の距離をｈ１２［ｍ］とし、第２軸線３２と第３軸線３３との間の距離をｈ２２［ｍ］とし、第３案内部材２７と第２副摺動部４８との間の摺動抵抗をＷ２［Ｎ］とするとき、
Ｌ２＞２・μ２・（Ｆ２・ｈ１２＋Ｗ２・ｈ２２）／（Ｆ２−Ｗ２） …（６）
を満足するように、第２主摺動部４７の第２軸線３２に沿う方向に関する寸法が選ばれる。第２主摺動部４７の第２軸線３２に沿う方向に関する寸法の上限値は、筐体２３内で第２主摺動部４７が第２案内部材２６を摺動できる大きさに選ばれる。
第２主摺動部４７の第１方向Ａに関する寸法Ｌ２が、Ｌ２＞２・μ２・（Ｆ２・ｈ１２＋Ｗ２・ｈ２２）／（Ｆ２−Ｗ２）を満足するように選ばれるので、第２主摺動部４７と第２案内部材２６との間の摺動抵抗が充分に小さくなり、第２レンズ４５を滑らかに変位させることができる。
図１１は、第１主摺動部３７を拡大して模式的に示す図である。第１主摺動部３７の内径は、第１案内部材２５の外径よりも、数十μｍ程度大きい。これは、温度変化による変形によっては、第１主摺動部３７の内径が、第１案内部材２５の外径よりも小さくなって第１主摺動部３７が第１案内部材２５を摺動しなくなることを防ぐためである。第１主摺動部３７と第１案内部材２５との間のわずかな隙間によって、摺動時に第１レンズ保持体２８が傾く。この第１レンズ保持体２８の傾きを小さくするために、第１主摺動部３７の第１軸線３１に沿う方向に関する寸法を大きくする。
ここで、第１主摺動部３７の第１方向Ａに関する寸法をＬ１［ｍ］とし、第１主摺動部３７の内径をＤ１［ｍ］とし、第１案内部材２５の外径をｄ１［ｍ］とし、第１レンズ保持体２８の傾きの許容値をα１［ｒａｄ］とし、第１レンズ保持体２８の傾きをθ１［ｒａｄ］（０＜θ１＜α１＜π／２）とする。このとき、以下の式（７）が成立する。
Ｌ１・ｔａｎθ１＋ｄ１／ｃｏｓθ１＝Ｄ１ …（７）
この式（７）を変形すると、
Ｌ１（θ１）＝（Ｄ１・ｃｏｓθ１−ｄ１）／ｓｉｎθ１ …（８）
となる。Ｌ１（θ１）は、０＜θ＜π／２の範囲では単調減少関数であるので、θ＜αであるためには、Ｌ１（θ１）＞Ｌ１（α１）であればよい。つまり、以下の式（９）が成立すれば、第１レンズ保持体２８の傾きは、許容値であるα１［ｒａｄ］以下となり、光学特性は保たれる。
Ｌ１＞（Ｄ１・ｃｏｓα１−ｄ１）／ｓｉｎα１ …（９）
この点を踏まえて、本実施の形態では、式（９）を満足するように、第１主摺動部３７の第１軸線３１に沿う方向に関する寸法が選ばれる。第１主摺動部３７の第１軸線３１に沿う方向に関する寸法の上限値は、筐体２３内で第１主摺動部３７が第１案内部材２５を摺動できる大きさに選ばれる。
第１主摺動部３７の第１軸線３１に沿う方向に関する寸法Ｌ１が、Ｌ１＞（Ｄ１・ｃｏｓα１−ｄ１）／ｓｉｎα１を満足するように選ばれるので、第１レンズ３５の傾きが、許容範囲内に抑えられ、良好な光学特性を得ることができる。
第２主摺動部４７の第２軸線３２に沿う方向に関する寸法については、前述の第１主摺動部３７の第１軸線３１に沿う方向に関する寸法に類似するので、簡略化して説明する。第２主摺動部４７の第１方向Ａに関する寸法をＬ２［ｍ］とし、第２主摺動部４７の内径をＤ２［ｍ］とし、第２案内部材２６の外径をｄ２［ｍ］とし、第２レンズ保持体２９の傾きの許容値をα２［ｒａｄ］とするとき、
Ｌ２＞（Ｄ２・ｃｏｓα２−ｄ２）／ｓｉｎα２ …（１０）
を満足するように、第２主摺動部４７の第２軸線３２に沿う方向に関する寸法が選ばれる。第２主摺動部４７の第２軸線３２に沿う方向に関する寸法の上限値は、筐体２３内で第２主摺動部４７が第２案内部材２６を摺動できる大きさに選ばれる。
第２主摺動部４７の第２軸線３２に沿う方向に関する寸法Ｌ２が、Ｌ２＞（Ｄ２・ｃｏｓα２−ｄ２）／ｓｉｎα２を満足するように選ばれるので、第２レンズ４５の傾きが、許容範囲内に抑えられ、良好な光学特性を得ることができる。
以上のような本実施の形態によれば、第１〜第３案内部材２５〜２７は、第１〜第３軸線３１〜３３を有し、第１〜第３軸線３１〜３３は、平行に配置される。第１レンズ保持体２８は、第１レンズ３５保持部によって第１レンズ３５を保持し、第１主摺動部３７で第１案内部材２５に摺動して案内されるとともに、第１副摺動部３８で第３案内部材２７に摺動して案内され、第１方向Ａに変位可能に設けられる。第２レンズ保持体２９は、第２レンズ４５保持部によって第１レンズ３５と同軸に第２レンズ４５を保持し、第２主摺動部４７で第２案内部材２６に摺動して案内されるとともに、第２副摺動部４８で第３案内部材２７に摺動して案内され、第１方向Ａに変位可能に設けられる。したがって第１レンズ３５と第２レンズ４５との間の距離を、各レンズの光軸を一致させた状態で、変化させることができる。
第１主摺動部３７と第２主摺動部４７とは、異なる案内部材に案内されるので、第１レンズ３５と第２レンズ４５とを近接させるときに、第１主摺動部３７と第２主摺動部４７とが干渉してしまうという不具合が回避される。また第１副摺動部３８は、第１方向Ａに関して第１主摺動部３７よりも小さい寸法を有し、かつ第２副摺動部４８は、第１方向Ａに関して第２主摺動部４７よりも小さい寸法を有するので、第１副摺動部３８と第２副摺動部４８とが同一の案内部材に案内されていても、第１レンズ３５と第２レンズ４５とを近接させるときに、第１副摺動部３８と第２副摺動部４８とが干渉してしまうという不具合が回避される。このように第１主摺動部３７と第２主摺動部４７とが干渉してしまうという不具合が回避され、しかも第１副摺動部３８と第２副摺動部４８とが干渉してしまうという不具合が回避されるので、第１レンズ３５と第２レンズ４５とを充分に近接させることができる。
第１および第２レンズ保持体２８，２９は、光学ズームの際に変位駆動される。本実施の形態では、第１主摺動部３７と第２主摺動部４７とが干渉してしまうという不具合が回避されるので、第１レンズ３５と第２レンズ４５とを、たとえば０．３ｍｍ程度の間隔まで近接させることができる。また本実施の形態では、第２主摺動部４７が第２レンズ４５よりも第１方向一方Ａ１に突出して設けられるので、第２レンズ４５を、第４レンズ７２に対してたとえば０．３ｍｍの間隔まで近接させることができる。
第１副摺動部３８と第２副摺動部４８とは、同一の案内部材に案内されるので、異なる案内部材に案内される場合に比べて、各案内部材の取付け誤差の累積が小さく、これによって第１および第２レンズ３５，４５の位置精度が高くなる。また第１副摺動部３８と第２副摺動部４８とは、同一の案内部材に案内されるので、異なる案内部材に案内される場合に比べて、案内部材の本数が少なくなり、これによってレンズユニット２１が組み立てやすくなる。
また本実施の形態によれば、第２主摺動部４７が、第２レンズ４５よりも第１保持部３６側に突出して設けられるので、反対側に突出して設けられる場合に比べて、第１レンズ３５と第２レンズ４５とを離反させることができる。換言すれば、第２主摺動部４７の第１方向Ａに関する寸法を、式（６）および（１０）を満足するように選んでも、筐体２３を大型化する必要がないので、レンズユニット２１の小型化を図ることができる。
第１主摺動部３７は、式（６）および（１０）を満足するので、第１主摺動部３７と第１案内部材２５との間の摺動抵抗が小さくなり、また第１案内部材２５に対する第１主摺動部３７の傾きが抑えられる。第１主摺動部３７と第１案内部材２５との間の摺動抵抗が小さくなることによって、第１レンズ３５を滑らかに変位させることができる。また第１案内部材２５に対する第１主摺動部３７の傾きが抑えられることによって、第１レンズ３５の光軸の傾きを抑えることができる。
第２主摺動部３７は、式（６）および（１０）を満足するので、第２主摺動部４７と第２案内部材２６との間の摺動抵抗が小さくなり、また第２案内部材２６に対する第２主摺動部４７の傾きが抑えられる。第２主摺動部４７と第２案内部材２６との間の摺動抵抗が小さくなることによって、第２レンズ４５を滑らかに変位させることができる。また第２案内部材２６に対する第２主摺動部４７の傾きが抑えられることによって、第２レンズ４５の光軸の傾きを抑えることができる。
また本実施の形態によれば、第１軸線３１と第３軸線３３との間の距離は、第２軸線３２と第３軸線３３との間の距離と同一または略同一である。したがって、第１レンズ保持体２８の位置精度と、第２レンズ保持体２９の位置精度とを、同じ程度にすることができる。
前述の実施の形態は、本発明の例示に過ぎず、本発明の範囲内において構成を変更することができる。たとえば第１主摺動部３７が、第１レンズ３５よりも第２保持部４６側に突出して設けられ、かつ第２主摺動部３７が、第２レンズ４５よりも第１保持部３６側に突出して設けられてもよい。この場合、筐体２３を大型化することなく、第１レンズ３５と第２レンズ４５とをさらに離反させることができる。また第１および第２駆動源８６，９６は、共通であってもよい。
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形態で実施できる。したがって、前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、本発明の範囲は特許請求の範囲に示すものであって、明細書本文には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲に属する変形や変更は全て本発明の範囲内のものである。

本発明によれば、第１〜第３案内部材は、第１〜第３軸線を有し、第１〜第３軸線は、平行に配置される。第１レンズ保持体は、第１レンズ保持部によって第１レンズを保持し、第１主摺動部で第１案内部材に摺動して案内されるとともに、第１副摺動部で第３案内部材に摺動して案内され、第１および第３軸線に沿って変位可能に設けられる。第２レンズ保持体は、第２レンズ保持部によって第１レンズと同軸に第２レンズを保持し、第２主摺動部で第２案内部材に摺動して案内されるとともに、第２副摺動部で第３案内部材に摺動して案内され、第２および第３軸線に沿って変位可能に設けられる。したがって第１レンズと第２レンズとの間の距離を、各レンズの光軸を一致させた状態で、変化させることができる。
第１主摺動部は、第１レンズ保持体を第１軸線に沿って摺動させるとともに、摺動時に第１レンズ保持体の、第１軸線に対する傾きを抑える。第１主摺動部は、第１軸線に沿う方向に関する寸法が大きいほど、第１案内部材に対する第１主摺動部の傾きが抑えられる。そのため、第１レンズの光軸の傾きを抑えることができる。また、第１軸線に沿う方向に関する寸法が大きいほど、第１主摺動部と第１案内部材との間の摺動抵抗が小さくなる。
第２主摺動部は、第２レンズ保持体を第２軸線に沿って摺動させるとともに、摺動時に第２レンズ保持体の、第２軸線に対する傾きを抑える。第２主摺動部は、第２軸線に沿う方向に関する寸法が大きいほど、第２案内部材に対する第２主摺動部の傾きが抑えられる。そのため、第２レンズの光軸の傾きを抑えることができる。また、第２軸線に沿う方向に関する寸法が大きいほど、第２主摺動部と第２案内部材との間の摺動抵抗が小さくなる。
第１副摺動部は、第３案内部材と摺動し、第１レンズ保持体が第１案内部材まわりに回転することを防ぐ。第１軸線に沿う方向の寸法は、第１主摺動部よりも小さい。
第２副摺動部は、第３案内部材と摺動し、第２レンズ保持体が第２案内部材まわりに回転することを防ぐ。第２軸線に沿う方向の寸法は、第２主摺動部よりも小さい。
第１主摺動部と第２主摺動部とは、異なる案内部材に案内されるので、第１レンズと第２レンズとを近接させるときに、第１主摺動部と第２主摺動部とが干渉してしまうという不具合が回避される。また第１副摺動部と第２副摺動部は、第１主摺動部および第２主摺動部と比べ、第１軸線に沿う方向の寸法が小さい。したがって、第１副摺動部と第２副摺動部とが同一の案内部材に案内されていても、第１レンズと第２レンズとを近接させるときに、第１副摺動部と第２副摺動部とが干渉してしまうという不具合が回避される。このように第１主摺動部と第２主摺動部とが干渉してしまうという不具合が回避され、しかも第１副摺動部と第２副摺動部とが干渉してしまうという不具合が回避されるので、第１レンズと第２レンズとを充分に近接させることができる。
第１副摺動部と第２副摺動部とは、同一の案内部材に案内されるので、異なる案内部材に案内される場合に比べて、各案内部材の取付け誤差の累積が小さく、これによって第１および第２レンズの位置精度が高くなる。また第１副摺動部と第２副摺動部とは、同一の案内部材に案内されるので、異なる案内部材に案内される場合に比べて、案内部材の本数が少なくなり、これによってレンズユニットが組み立てやすくなる。
本発明によれば、第１主摺動部が、第１レンズよりも第２保持部側に突出して設けられるので、反対側に突出して設けられる場合に比べて、第１レンズと第２レンズとを離反させることができるとともに、レンズユニットを小型化できる。
本発明によれば、第２主摺動部が、第２レンズよりも第１保持部側に突出して設けられるので、反対側に突出して設けられる場合に比べて、第１レンズと第２レンズとを離反させることができるとともに、レンズユニットを小型化できる。
本発明によれば、第１補強部によって、第１主摺動部と第１保持部との連結部位が補強されるので、落下などによる衝突時の衝撃によって第１レンズ保持体が破損してしまうという不具合を回避することができる。
本発明によれば、第２補強部によって、第２主摺動部と第２保持部との連結部位が補強されるので、落下などによる衝突時の衝撃によって第２レンズ保持体が破損してしまうという不具合を回避することができる。
本発明によれば、第１および第２案内部材が同一の部材に連結されるので、異なる部材に連結される場合に比べて、第１および第２案内部材の平行度が高くなる。なぜなら、異なる部材に連結される場合は、異なる部材を組み立てるときの誤差があるけれども、同一の部材に連結される場合は、そのような誤差がないからである。第１および第２案内部材の平行度が高くなることによって、第１および第２レンズの位置精度が高くなる。
本発明によれば、第１軸線に垂直な面に垂直投影した場合、第１主摺動部の領域面積が第１保持部の領域面積よりも小さいので、第１案内部材と第２案内部材との間の距離が小さくても、第１レンズと第２レンズとを近接させるときに、第１主摺動部と第２主摺動部とが干渉してしまうという不具合を回避することができる。
本発明によれば、第２軸線に垂直な面に垂直投影した場合、第２主摺動部の領域面積が第２保持部の領域面積よりも小さいので、第１案内部材と第２案内部材との間の距離が小さくても、第１レンズと第２レンズとを近接させるときに、第１主摺動部と第２主摺動部とが干渉してしまうという不具合を回避することができる。
本発明によれば、第１主摺動部の第１軸線に沿う方向に関する寸法Ｌ１が、Ｌ１＞（Ｄ１・ｃｏｓα１−ｄ１）／ｓｉｎα１を満足するように選ばれるので、第１レンズの傾きが、許容範囲内に抑えられ、良好な光学特性を得ることができる。
本発明によれば、第２主摺動部の第２軸線に沿う方向に関する寸法Ｌ２が、Ｌ２＞（Ｄ２・ｃｏｓα２−ｄ２）／ｓｉｎα２を満足するように選ばれるので、第２レンズの傾きが、許容範囲内に抑えられ、良好な光学特性を得ることができる。
本発明によれば、第１駆動手段によって、第１レンズ保持体を、第１および第３軸線に沿って変位駆動し、第２駆動手段によって、第２レンズ保持体を、第２および第３軸線に沿って変位駆動して、第１レンズと第２レンズとの間の距離を、各レンズの光軸を一致させた状態で、変化させることができる。
本発明によれば、第１押圧片は、第１レンズ保持体を第１軸線に沿う方向一方へ押圧し、第１ばね力発生手段は、第１レンズ保持体を第１軸線に沿う方向他方へ押圧する。第１駆動源によって第１押圧片を第１軸線に沿って変位駆動し、これによって第１レンズ保持体を、第１軸線に沿って変位駆動することができる。このとき、第１ばね力発生手段によって第１レンズ保持体を第１軸線に沿う方向他方へ押圧しているので、変位駆動時のがたつきの発生を抑えることができる。
本発明によれば、第１ばね力発生手段は、圧縮コイルばねであり、第１案内部材に外嵌されるので、落下などによる衝突時の衝撃によって、圧縮コイルばねが外れてしまうという不具合を防ぐことができる。
本発明によれば、第１主摺動部の第１軸線に沿う方向に関する寸法Ｌ１が、Ｌ１＞２・μ１・（Ｆ１・ｈ１１＋Ｗ１・ｈ２１）／（Ｆ１−Ｗ１）を満足するように選ばれるので、第１主摺動部と第１案内部材との間の摺動抵抗が充分に小さくなり、第１レンズを滑らかに変位させることができる。
本発明によれば、第２押圧片は、第２レンズ保持体を第２軸線に沿う方向一方へ押圧し、第２ばね力発生手段は、第２レンズ保持体を第２軸線に沿う方向他方へ押圧する。第２駆動源によって第２押圧片を第２軸線に沿って変位駆動し、これによって第２レンズ保持体を、第２軸線に沿って変位駆動することができる。このとき、第２ばね力発生手段によって第２レンズ保持体を第２軸線に沿う方向他方へ押圧しているので、変位駆動時のがたつきの発生を抑えることができる。
本発明によれば、第２ばね力発生手段は、圧縮コイルばねであり、第２案内部材に外嵌されるので、落下などによる衝突時の衝撃によって、圧縮コイルばねが外れてしまうという不具合を防ぐことができる。
本発明によれば、第２主摺動部の第２軸線に沿う方向に関する寸法Ｌ２が、Ｌ２＞２・μ２・（Ｆ２・ｈ１２＋Ｗ２・ｈ２２）／（Ｆ２−Ｗ２）を満足するように選ばれるので、第２主摺動部と第２案内部材との間の摺動抵抗が充分に小さくなり、第２レンズを滑らかに変位させることができる。

Claims (17)

1. 第１軸線を有する第１案内部材と、
   第１軸線と平行な第２軸線を有する第２案内部材と、
   第１および第２軸線と平行な第３軸線を有する第３案内部材とを備えたレンズユニットであって、
   第１案内部材に摺動し案内される第１主摺動部と、第３案内部材に摺動して案内され、第１軸線に沿う方向に関して第１主摺動部より小さい第１副摺動部とを備えた第１レンズ保持体と、
   第２案内部材に摺動し案内される第２主摺動部と、第３案内部材に摺動して案内され、第２軸線に沿う方向に関して第２主摺動部より小さい第２副摺動部とを備えた第２レンズ保持体
   とを含むことを特徴とするレンズユニット。
2. 第１主摺動部は、第１レンズよりも第２保持部側に突出して設けられることを特徴とする請求項１記載のレンズユニット。
3. 第２主摺動部は、第２レンズよりも第１保持部側に突出して設けられることを特徴とする請求項１または２記載のレンズユニット。
4. 第１レンズ保持体は、第１主摺動部と第１保持部との連結部位を補強する第１補強部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のレンズユニット。
5. 第２レンズ保持体は、第２主摺動部と第２保持部との連結部位を補強する第２補強部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のレンズユニット。
6. 第１および第２案内部材は、同一の部材に連結されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のレンズユニット。
7. 第１レンズ保持体は、第１軸線に垂直な面に垂直投影した場合、第１主摺動部の領域面積が第１保持部の領域面積よりも小さいことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のレンズユニット。
8. 第２レンズ保持体は、第２軸線に垂直な面に垂直投影した場合、第２主摺動部の領域面積が第２保持部の領域面積よりも小さいことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載のレンズユニット。
9. 第１案内部材は、円柱状に形成され、
   第１主摺動部は、円筒状に形成されて、第１案内部材が挿通され、
   第１主摺動部の第１軸線に沿う方向に関する寸法をＬ１［ｍ］とし、第１主摺動部の内径をＤ１［ｍ］とし、第１案内部材の外径をｄ１［ｍ］とし、第１レンズ保持体の傾きの許容値をα１［ｒａｄ］とするとき、
   Ｌ１＞（Ｄ１・ｃｏｓα１−ｄ１）／ｓｉｎα１
   を満足するように、第１主摺動部の第１軸線に沿う方向に関する寸法が選ばれることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載のレンズユニット。
10. 第２案内部材は、円柱状に形成され、
    第２主摺動部は、円筒状に形成されて、第２案内部材が挿通され、
    第２主摺動部の第２軸線に沿う方向に関する寸法をＬ２［ｍ］とし、第２主摺動部の内径をＤ２［ｍ］とし、第２案内部材の外径をｄ２［ｍ］とし、第２レンズ保持体の傾きの許容値をα２［ｒａｄ］とするとき、
    Ｌ２＞（Ｄ２・ｃｏｓα２−ｄ２）／ｓｉｎα２
    を満足するように、第２主摺動部の第２軸線に沿う方向に関する寸法が選ばれることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載のレンズユニット。
11. 請求項１〜１０のいずれか１つに記載のレンズユニットと、
    第１レンズ保持体を、第１および第３軸線に沿って変位駆動する第１駆動手段と、
    第２レンズ保持体を、第２および第３軸線に沿って変位駆動する第２駆動手段とを含むことを特徴とするレンズ駆動装置。
12. 第１駆動手段は、
    第１軸線に沿って変位可能に設けられ、第１レンズ保持体に当接して、第１レンズ保持体を第１軸線に沿う方向一方へ押圧する第１押圧片と、
    第１押圧片を第１軸線に沿って変位駆動する第１駆動源と、
    第１レンズ保持体を第１軸線に沿う方向他方へ弾発的に押圧する第１ばね力発生手段とを含むことを特徴とする請求項１１記載のレンズ駆動装置。
13. 第１ばね力発生手段は、圧縮コイルばねであり、第１案内部材に外嵌されることを特徴とする請求項１２記載のレンズ駆動装置。
14. 第１主摺動部の第１軸線に沿う方向に関する寸法をＬ１［ｍ］とし、第１案内部材と第１主摺動部との間の静止摩擦係数をμ１とし、第１押圧片による第１軸線に沿う方向一方への押圧力をＦ１［Ｎ］とし、前記押圧力の作用点と第１軸線との間の距離をｈ１１［ｍ］とし、第１軸線と第３軸線との間の距離をｈ２１［ｍ］とし、第３案内部材と第１副摺動部との間の摺動抵抗をＷ１［Ｎ］とするとき、
    Ｌ１＞２・μ１・（Ｆ１・ｈ１１＋Ｗ１・ｈ２１）／（Ｆ１−Ｗ１）
    を満足するように、第１主摺動部の第１軸線に沿う方向に関する寸法が選ばれることを特徴とする請求項１２または１３記載のレンズ駆動装置。
15. 第２駆動手段は、
    第２軸線に沿って変位可能に設けられ、第２レンズ保持体に当接して、第２レンズ保持体を第２軸線に沿う方向一方へ押圧する第２押圧片と、
    第２押圧片を第２軸線に沿って変位駆動する第２駆動源と、
    第２レンズ保持体を第２軸線に沿う方向他方へ弾発的に押圧する第２ばね力発生手段とを含むことを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか１つに記載のレンズ駆動装置。
16. 第２ばね力発生手段は、圧縮コイルばねであり、第２案内部材に外嵌されることを特徴とする請求項１５記載のレンズ駆動装置。
17. 第２主摺動部の第２軸線に沿う方向に関する寸法をＬ２［ｍ］とし、第２案内部材と第２主摺動部との間の静止摩擦係数をμ２とし、第２押圧片による第２軸線に沿う方向一方への押圧力をＦ２［Ｎ］とし、前記押圧力の作用点と第２軸線との間の距離をｈ１２［ｍ］とし、第２軸線と第３軸線との間の距離をｈ２２［ｍ］とし、第３案内部材と第２副摺動部との間の摺動抵抗をＷ２［Ｎ］とするとき、
    Ｌ２＞２・μ２・（Ｆ２・ｈ１２＋Ｗ２・ｈ２２）／（Ｆ２−Ｗ２）を満足するように、第２主摺動部の第２軸線に沿う方向に関する寸法が選ばれることを特徴とする請求項１５または１６記載のレンズ駆動装置。

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